一种燃料电池电堆检修装置及其检修方法与流程

本发明涉及燃料电池，具体涉及一种燃料电池电堆检修装置及其检修方法。

背景技术：

1、燃料电池电堆以氢气为还原剂，以氧气为氧化剂，在催化剂作用下发生电化学反应，产生电能。根据电化学反应原理每一个单电池产生的电压最高在1.2v左右，实际由于活化极化，欧姆极化，浓差极化等影响，实际额定输出电压仅为0.6-0.8v左右，为了满足车用电源功率的要求，因此需要将多达几百片左右的单电池串联起来，组成燃料电池电堆。

2、在燃料电池使用过程中，会出现某一片或者多片单电池电压过低，表明该单电池性能不合格，如果不进行更换，会导致该单电池损坏，最终导致整个电堆性能下降，甚至报废情况的发生。因此，需对性能不合格的单电池进行及时的更换，完成电堆整堆的返修。

3、目前关于燃料电池电堆返修，主要返修流程是在将电堆放在压机工位，给电堆堆芯施加压力，在电堆堆芯受压的情况下，拆除电堆的外壳、侧盖、cvp、cvm巡检仪等组件，最后压机抬起，剩下电堆堆芯部分。通过人工计数来确定损坏的单电池的位置，然后人工把部分堆芯取下，将损坏的单电池取出，换上新的单电池，再将之前取下的部分堆芯堆叠，完成电堆的返修。

4、目前在燃料电池电堆返修的工程实际操作中，主要是通过人工用自己的视觉来一片一片的数数，来确定需要更换的单电池的位置，因为电堆是由几百片单电池一片片堆叠，并且各单电池之间的距离在毫米的级别，在通过人工对单电池数数时，再加上人的主观因素，非常容易导致操作人员在对单电池数数来确定已经损坏的单电池的位置时，发出错误，出现将合格的单电池更换的问题，极大影响了电堆的返修效率。综上所述，目前燃料电池电堆返修技术存在返修效率低下，返修成功率低等问题。

5、因此，亟需提供一种燃料电池电堆检修装置及其检修方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆检修装置及其检修方法，解决用人工通过视觉一个一个的对单电池进行数数，来确定损坏的单电池的位置的不准确且效率低下的问题，极大提高了电堆堆芯中损坏的单电池位置的识别准确度和更换的速度，提升了电堆的返修效率和成功率。

2、为实现上述目的，提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种燃料电池电堆检修装置，包括：

4、主体，能够放置堆芯；

5、量测器组件，设置于所述主体上，包括第一运动机构和固定于所述第一运动机构上的测量仪，所述第一运动机构能够沿堆芯的高度方向移动，所述测量仪能够检测电堆堆芯的信息；

6、夹具组件，设置于所述主体上，包括第二运动机构和夹具机构，所述第二运动机构至少能够沿电堆堆芯的高度方向移动，所述夹具机构固定于所述第二运动机构的驱动端，且所述夹具机构能够选择性地夹取或松开堆芯；

7、控制器，所述量测器组件、所述夹具组件均与所述控制器通信连接。

8、可选地，所述测量仪设置为两组，分别设置于所述第一运动机构位于堆芯两侧的位置。

9、可选地，所述第一运动机构至少包括设置于主体上的第一丝杠结构，测量仪设置于第一丝杠结构的底部，第一丝杠结构能够带动测量仪沿电堆堆芯的高度方向移动。

10、可选地，所述量测器组件还包括限位板，所述限位板与所述第一运动机构连接，所述测量仪固定于所述限位板上。

11、可选地，所述第二运动机构至少包括第三丝杠结构，所述第三丝杠结构的顶部与夹具机构连接，第三丝杠结构能够带动夹具机构沿电堆堆芯的高度方向移动。

12、可选地，所述第二运动机构还包括驱动器固定架和第五丝杠结构，所述驱动器固定架与所述第三丝杠结构的顶部连接，所述驱动器固定架下方连接所述第五丝杠结构，所述第五丝杠结构的自由端连接所述夹具机构。

13、可选地，所述夹具机构包括夹具固定架、第三运动机构和两组夹具，夹具固定架固定于所述第二运动机构的驱动端，所述第三运动机构设置于夹具固定架的下方，两组夹具分别与所述第三运动机构的驱动端连接，所述第三运动机构能够驱动两组夹具夹取或松开堆芯，所述第五丝杠结构的自由端连接所述夹具固定架。

14、可选地，每组夹具均包括连接臂、支撑板和感应凸片，所述连接臂上端与所述夹具固定架连接、下端与支撑板连接，所述支撑板具有设定的厚度和高度，所述感应凸片能够感应自身是否到达需要更换的堆芯位置处。

15、可选地，上述任一项技术方案所述的燃料电池电堆检修装置，还包括以下至少一种方式：

16、方式一：所述燃料电池电堆检修装置还包括多个限位杆，设置于主体的底部放置堆芯的位置处，能够对堆芯的四周进行限位；

17、方式二：所述燃料电池电堆检修装置还包括堆芯暂存台，其设置于所述主体上、且位于所述第二运动机构的下方，所述夹具组件能够将夹取的堆芯暂存于所述堆芯暂存台上。

18、本发明还提供了一种如上述任一项技术方案所述的燃料电池电堆检修装置的检修方法，包括以下步骤：

19、s100、将电堆堆芯放置于主体上；

20、s200、量测器组件沿堆芯自下向上运动进行检测，并将检测信息传输给控制器；

21、s300、控制器通过检测信息进行计算，识别出单电池信息进行计数；

22、s400、判断量测器组件所检测的单电池的计数数量是否为需要更换的单电池数，若是，则进入s500，若否，则重复s200；

23、s500、控制器控制量测器组件停止运动，并控制夹具组件从堆芯上方自上而下运动至需要更换的单电池上层面，并夹取需要更换的单电池以上的堆芯；

24、s600、将需要更换的单电池取下，替换为新的单电池；

25、s700、将夹取的堆芯重新放置在更换完的单电池上方；

26、s800、判断是否完成所有不合格的单电池的更换工作，若是，则进入s900，若否，则重复s200；

27、s900、完成电堆堆芯检修更换工作。

28、与现有技术相比，本发明提供的所述的燃料电池电堆检修装置，将被检修的电堆堆芯放置于主体上，量测器组件沿堆芯的高度方向自下向上移动，并能够测量电堆堆芯的mea和bpp的尺寸信息，测得的尺寸信息传至相关控制器来进行计算，因为mea长边尺寸要比bpp大1mm,控制器通过计算尺寸信息的变化来区分mea、bpp，从而来进行电堆单电池的计数，当计数的数量与所需更换的单电池的序号相同时，则快速确定出需要更换的单电池的位置，控制器控制夹具组件则自堆芯上方向下运动至需要更换的堆芯位置处，进而夹取需要更换的堆芯上方的所有堆芯，夹具组件再向上移动至不妨碍更换主体上留下的需更换的单电池处，进行更换单电池换后通过夹具组件将取出的堆芯再放至主体上的更换后的堆芯的上方，若夹取的堆芯中有其他需要更换的单电池，则重复上述更换单电池的操作，最终完成整堆的不合格的单电电池的更换，完成堆芯的返修任务。本发明极大提高了电堆堆芯中损坏的单电池位置的识别准确度和更换的速度，提升了电堆的返修效率和成功率。

29、提供
技术实现要素：
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。